SCM440钢压铸模具寿命对气体氮碳共渗对抗粘铝和热疲劳性能的影响

将热疲劳试样校正常工艺调质处理后，再将一部分试样在570℃×3h进行气体氮碳 共渗，另一部分试样不进行氮碳共渗，然后进行对比试验。试验过程是：将试样放入 700℃的铝液中加热5秒钟，然后立即放入水中急冷，每次重复上述工艺过程。试验结果 表明，未经氮碳共渗的试样，3—5次循环就粘铝，而经过氮碳共渗的试样，几百次以后仍 末出现粘铝现象，而且脱模容易。还发现，未经氮碳共渗的试样，经60次循环，试样表面 就出现微裂纹，而经过氮碳共渗的试样，试验160次循环以后开始出现微裂纹，证明了经 过氮碳共渗的试样抗热疲劳性能好，比未经氮碳共渗的试样的抗热疲劳性提高1．6倍。 

氮碳共渗后的试样，其最表面是白亮层，由比较致密的 ε—Fe2—3(N，C)化合物组 成 [1] ，这与铝的晶体结构不同，且浸润性不好，这可能是试样不粘铝的原因。 

材料的热疲劳性能是决定热模具寿命的重要指标之一。热疲劳除了与材料的导热系 数和热膨胀系数等物理性质有关外，还与材料的高温强度和塑性有关。热疲劳裂纹往往 在表面热应力最大的区域形成，模具表面受到剧烈氧化时会加速损伤过程，若材料抗氧化 性能好，则可减轻损伤。试样经氮碳共渗后，高温屈服强度提高，塑变抗力提高，延缓了裂 纹萌生，同时，氮碳共渗试样的表层具有抗氧化性，可减轻氧化侵蚀时的损伤过程，这可能 是提高抗热疲劳性的原因。

将SCM440钢用新工艺球化退火后，加工成冲击试样经不同温度淬火回火后、做冲 击试验，并测定随炉试样的洛氏硬度，其结果见图5。从图5a可以看出，随淬火温度升高、硬度提高，同样温度回火，淬火温度高者，硬度也高，说明高温淬火能提高红硬性。从图5b可以看出，提高淬火温度，冲击韧性降低；淬火温度—定时，随回火温度升高，冲击韧 性提高。同样温度回火，淬火温度低者，冲击韧性高。从冲击韧性考虑，压铸模具宜采用 较低温度淬火和高温回火的工艺。但850℃淬火比900℃淬火试样的冲击韧性有所降低，可能与加热温度太低，溶入奥氏体的合金元素少有关。因为溶入基体的合金元素减少，会降低基体的强度，影响冲击韧性的提高。